NO333691B1 - Et flytende vindturbinanlegg. - Google Patents
Et flytende vindturbinanlegg. Download PDFInfo
- Publication number
- NO333691B1 NO333691B1 NO20111690A NO20111690A NO333691B1 NO 333691 B1 NO333691 B1 NO 333691B1 NO 20111690 A NO20111690 A NO 20111690A NO 20111690 A NO20111690 A NO 20111690A NO 333691 B1 NO333691 B1 NO 333691B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- buoyancy body
- ballast
- floating
- intermediate piece
- plant according
- Prior art date
Links
- 238000007667 floating Methods 0.000 title claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 15
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 13
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
- B63B21/507—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers with mooring turrets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B41/00—Drop keels, e.g. centre boards or side boards ; Collapsible keels, or the like, e.g. telescopically; Longitudinally split hinged keels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
- F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
- B63B1/04—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with single hull
- B63B2001/045—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with single hull with means for actively varying hull shape or configuration, e.g. for varying hydrodynamic characteristics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
- B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
- B63B2035/446—Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B2221/00—Methods and means for joining members or elements
- B63B2221/20—Joining substantially rigid elements together by means that allow one or more degrees of freedom, e.g. hinges, articulations, pivots, universal joints, telescoping joints, elastic expansion joints, not otherwise provided for in this class
- B63B2221/24—Joining substantially rigid elements together by means that allow one or more degrees of freedom, e.g. hinges, articulations, pivots, universal joints, telescoping joints, elastic expansion joints, not otherwise provided for in this class by means that allow one or more degrees of translational freedom, e.g. telescopic joints, not otherwise provided for in this class
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/95—Mounting on supporting structures or systems offshore
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/727—Offshore wind turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Et flytende vindkraftanlegg som omfatter et oppdriftslegeme (3) konfigurert for å være neddykket i vann og understøttende en utstyrsenhet (2, 1a,b) forlenget over vannoverflaten, og et ballastelement (5) forbundet til oppdriftslegemet via minst ett mellomstykke (4a-c). Styringsinnretninger (31a,b, 32) i oppdriftslegemet (3) er konfigurert for flyttbart samvirke med minst ett mellomstykke slik at ballastelementet og oppdriftslegemet er forskyvbare i forhold til hverandre. Oppdriftslegemet (3) har en langstrakt form med en fremre del (9a) og en aktre del (9b), og ballastelementet (5) har en langstrakt form med en fremre del (9a') og en aktre del (9b').
Description
Flytende vindturbinanlegg
Oppfinnelsens område
Denne oppfinnelsen vedrører farkoster som flyter i en vannmasse. Mer konkret angår oppfinnelsen et flytende vindkraftanlegg som omfatter et oppdriftslegeme konfigurert for å være neddykket i vann og understøtte en utstyrsenhet som strekker seg over vannspeilet, og et ballastelement koplet til oppdriftslegemet via minst ett mellomstykke.
Oppfinnelsens bakgrunn
Teknikkens stand inkluderer WO 2010/093253 Al, som viser et offshore vindturbinanlegg som omfatter minst ett flytelegeme som understøtter en vindturbin. Flytelegemet består av et oppdriftslegeme, et mellomstykke og en ballastkonstruksjon, og flytelegemet er koplet til en styrearm som videre er forbundet til en koplingskonstruksjon med en dreieskive som er forbundet til ankerliner koplet til sjøbunnsankere.
Teknikkens stand omfatter også JP 2005180351 A, som beskriver en flytende vindkraftgeneratorinnretning som er i stand til å hindre sideveis bevegelse og opprettholde stabil posisjon relatert til en bølgeoverflate når en kraft påføres i en sideveis retning relativt til vannflaten. En fundamentsøyle utstyrt med et hovedflytelegeme nederst, går gjennom et undervannsflytelegeme slik at den fritt kan beveges vertikalt. Når fundamentsøylen beveges vertikalt på vannflaten som følge av en bølgekraft uten at en sideveiskraft blir påført, vil vannoverflate-vindkraftgenereirngsinnretningen beveges vertikalt uten å bli forstyrret av undervannsflytelegeme.
Denne søkeren har konstruert og brakt frem denne oppfinnelsen i den hensikt å overvinne visse begrensninger ved kjent teknikk og oppnå ytterligere fordeler.
Sammendrag av oppfinnelsen
Oppfinnelsen er forklart ogkarakteriserti hovedkravet, mens de tilknyttede krav beskriver øvrige kjennetegn ved oppfinnelsen.
Det er således frembrakt et flytende vindkraftanlegg som omfatter et oppdriftslegeme konfigurert for å understøtte en utstyrsenhet, og et ballastelement forbundet til oppdriftslegemet via minst ett mellomstykke,karakterisert vedstyringsinnretninger i oppdriftslegemet konfigurert for flyttbart samvirke med minst ett mellomstykke slik at ballastelementet og oppdriftslegemet er forskyvbare i forhold til hverandre, og oppdriftslegemet har en langstrakt form med en fremre del og en aktre del, og ballastelementet også har en tilsvarende fremre del og en aktre del.
I en utførelsesform er hvert av mellomstykkene forbundet til ballastelementet i en ende, og ved motsatte frie ender forsynt med en første stoppeinnretning konfigurert for å kunne samvirke med en tilsvarende andre stoppeinnretning på oppdriftslegemet.
Et koplingselement for en eller flere forankringsliner er forbundet til ballastelementets fremre del. Koplingselementet omfatter fortrinnsvis en dreieskive som er roterbar forbundet til ballastelementet, på en slik måte at det flytende anlegget er roterbart i et nominelt horisontalplan.
Oppdriftslegemet har ballasterbare vanntette rom, og ballastelementet har ballasterbare vanntette rom.
I en utførelsesform omfatter det flytende anlegget videre et forlengelseselement forbundet til den frie ende av et fremre mellomstykke med slik lengde at øvre ende av forlengelseselementet strekker seg over et nominelt vannivå når oppdriftslegemet er neddykket under her angitt vann-nivå.
Utstyrsenheten er fortrinnsvis understøttet av aktre del av oppdriftslegemet.
I en foretrukket utførelsesform omfatter utstyrsenheten en vindturbingenerator understøttet av en søyle, hvorav den nedre del av nevnte søyle er festet til oppdriftslegemet.
Hovedhensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et flytende offshore vindturbinanlegg som fullt ut kan sammenstilles på land, og hvor også testing og verifisering av funksjonalitet blir utført mens anlegget står på land. Slik oppnådd grad av ferdigstillelse for anlegget på land vil innebære betydelige kostnadsbesparelser.
En annen hovedhensikt med oppfinnelsen er å redusere kostnader gjennom kombinert og kontrollert bruk av fast og flytende ballast. Utformingen er således nøye tilpasset slik at gunstig ballastering gir slike fordeler.
Sammenlignet med kjent teknikk, blir kostnadene også redusert ved denne oppfinnelsen gjennom evnen til å kombinere og justere bruk av ballast i fast form og vannballast. En systematisk plan for ballastering i kombinasjon med øvrige egenskaper ved oppfinnelsen vil innebære en løsning for vindturbinanlegget som har meget fordelaktige stabiliseirngevner. Lav kostnad for å oppnå flytestabilitet er en viktig egenskap for slik type installasjon, som generelt sett vil være meget eksponert mot veltekrefter.
Denne oppfinnelsen innehar en rekke betydelige fordeler sammenlignet med kjent teknikk. Denne oppfinnelsen benytter kun ett flytelegeme. Dette ene flytelegemet fungerer som fundament for kun én vindturbingenerator, og denne forenklingen muliggjør noen vesentlige fordeler for denne oppfinnelsen.
I oppfinnelsen er en styrearmfunksjonalitet integrert som del av det flytende legemet. Dette er oppnådd ved å ha et oppdriftslegeme med en utpreget langstrakt form. Tårnkonstruksjon for vindturbinen er plassert ved aktre ende av oppdriftslegemet. Videre er løsning med koplingskonstruksjon for fortøyningssystemet integrert i fremre del av ballaststrukturen beliggende under oppdriftslegemet. Styrearmens funksjonalitet, som er nødvendig for effektivt å kunne dreie med vindretningen, oppnås gjennom det langstrakt formede oppdriftslegemet, som gir tilstrekkelig horisontal avstand mellom vindturbinens posisjon og posisjonen til forankringssystemet.
Oppfinnelsen innebærer opptrekkbare mellomstykker i form av søyler eller fagverkstruktur. Dette oppnås ved at konstruksjonselementene som tilhører mellomstykket føres gjennom åpninger i oppdriftslegemet. Stoppeinnretning for hvert mellomstykke-element sikrer den endelige posisjon til mellomstykket.
Kort beskrivelse av tegningene
Disse og de øvrige kjennetegn ved oppfinnelsen vil bli klargjort gjennom den følgende beskrivelsen av foretrukne utførelsesformer, gitt som ikke-begrensende eksempler, med referanse til de vedlagte tegninger der: Figur 1 er sideriss av en første utførelsesform av et flytende vindturbinanlegg i en operasjonstilstand; Figur 2 viser snitt A-A som angitt på figur 1; Figur 3 viser snitt B-B som angitt på figur 1; Figurene 4-6 viser ulike faser av en foretrukket byggesekvens; Figur 7 viser en stoppeinnretning på mellomstykkene; Figur 8 viser et vertikalsnitt av den nedre del av koplingskonstruksjon i henhold til oppfinnelsen; Figur 9 viser et vertikalsnitt av den øvre del av koplingskonstruksjon i henhold til oppfinnelsen; Figur 10 viser et vertikalsnitt av en andre utførelsesform av koplingskonstruksjon i henhold til oppfinnelsen; Figur 11 viser snitt C-C som angitt på figur 10; Figur 12 viser et flytende vindturbinanlegg hvor kraft- og utstyrskabler er delvis på trommel, som er plassert på et flyttbart fundament lokalisert på fremre del av oppdriftslegemet; Figur 13 viser et vertikalsnitt av oppdriftslegemet; Figur 14 viser et perspektiv av anlegget med ballastelementet i en forlenget posisjon, med den del av anlegget konfigurert for å være neddykket i vannet når anlegget er i operasjon (dvs. vindturbin med tårn og generator er ikke vist her); og Figur 15 viser et perspektiv av anlegget med ballastelementet i en opptrukket posisjon, med den del av anlegget konfigurert for å være neddykket i vannet når anlegget er i operasjon (dvs. vindturbin med tårn og generator er ikke vist her).
Detaljert beskrivelse av en foretrukket utførelsesform
Figur 1 viser en første utførelsesform av det flytende vindturbinanlegget, i en operasjonskonfigurasjon flytende i en vannmasse W. Det flytende anlegget omfatter et oppdriftslegeme 3 forbundet til et ballastelement 5 via mellomstykker 4a,b,c. Oppdriftslegemet 3 understøtter en vindturbingenerator la via en søyle lb og en søyleforbindelse 2. Søylen lb og søyleforbindelsen 2 kan være et kontinuerlig element. Det flytende anlegget er forankret til sjøbunnen (ikke vist) via forankringsliner 7 festet til ballastelementet 5 gjennom et koplingselement 12. Det flytende anlegget er således fri til å rotere om koplingselementet 12 og dermed orientere seg i henhold til rådende vind og strøm, således definerende en fremre del 9a and aktre del 9b for anlegget. Henvisningstall 8 indikerer krafteksport- og utstyrskabler.
Det flytende anlegget er konfigurert for å tillate kombinert bruk av ballast i fast form og vannballast for å opprettholde flytestabilitet og krengning innenfor akseptable grenseverdier for anlegget i alle aktuelle tilstander. Med henvisning til figur 2, er geometrien til oppdriftslegemet 3 langstrakt i formen og legemet innehar mange vanntette rom 36, definert av tverrskott 37 og langsgående skott 38.1 henhold til kjente prinsipper benyttes noen av disse rommene til å kunne inneholde vannballast. Således kan vannpumper 74 (se figur 13; ikke vist i figur 2) tidvis flytte vann fra en ballasttank til en annen for å justere krengning etter behov for det flytende anlegget. Typisk ved tilfeller uten vindkrefter på vindturbinanlegget, vil vannballast være lagret i en eller flere tanker lokalisert i aktre del 9b. Typisk i tilfeller med maksimale vindkrefter på vindturbinanlegget, vil vannballast være lagret i en eller flere tanker 36b lokalisert i fremre del 9a. Således, i henhold til denne oppfinnelse, er tyngdepunktet i lengderetningen for ballastelementet 5 typisk lokalisert en viss avstand fremover, målt relativt til oppdriftsenteret i lengderetning for oppdriftslegemet 3. Figur 2 viser også åpninger 31a,b for de aktre mellomstykker 4a,b og en åpning 32 for det fremre mellomstykket 4c (se figur 1).
Med henvisning til figur 3 har ballastelementet 5 også en fremre del 9a' og en aktre del 9b", og innbefatter ballastrom 136 bygget opp av tverrskott 137 and langsgående skott 138. Ballastmateriale i fast form, for eksempel i form av finknust stein, plasseres i angitte ballastrom 136 før utslep og offshore-installasjon av anlegget. Rør (ikke vist) er ført på innsiden av hvert mellomstykke (4a-c) og videre frem til ballastrommene (36). Rørene vil muliggjøre plassering av steinmateriale innvendig i ballastrommene og samtidig evakuering av vann og/eller luft fra disse rommene. Ballasteringsoperasjoner utføres basert på anlagt tilkomst i øvre ende av mellomstykker (ikke vist). Figur 3 viser også aktre fotpunkt 51a,b for aktre mellomstykke 4a,b og en fremre fotpunkt 52 for fremre mellomstykke 4c. Henvisningstall 53 indikerer en åpning for koplingselementet til fortøyningslinene innvendig i fremre mellomstykke(r).
Figur 4 viser sammenstilt anlegg stående på en flate F ved et fabrikasjonsverksted. Mellomstykkene 4a,b,c løper gjennom sine respektive åpninger 31 a,b, 32 i oppdriftslegemet 3 (se figur 2). Således vil oppdriftslegemet 3, under bygging og sammenstilling av anlegget, hvile på ballastelementet 5. Når anlegget flyter i vannet W, for eksempel ved utslep (se figur 5) vil ballastelementet 5 forbli værende i den opptrukne posisjon relativt til oppdriftslegemet 3. Mellomstykkene innbefatter på formålstjenlig måte utløsbare låseanretninger (ikke vist) for å forhindre utilsiktet senking av ballastelementet 5. På et riktig tidspunkt forut for eller i løpet av installasjonen, blir imidlertid mellomstykkene 4a-c trukket ut fra oppdriftslegemet 3, slik at ballastelementet 5 senkes ned. Fleksible strekkelementer 6, for eksempel vaiere, kan på hensiktsmessig måte, og som indikert i figur 6, festes mellom oppdriftslegeme og ballastelementet for å oppnå stiv forbindelse mellom ballastelement og oppdriftslegeme.
Mellomstykkene 4a-c er forbundet med sine respektive første ender til ballastelementet 5 (jfr. beskrivelse av fotpunkt med referanse til figur 3 ovenfor). Mellomstykkene er bevegelige i forhold til oppdriftslegemet 3 ved at de er arrangert på en forskyvbar måte i sine respektive åpninger 31a,b, 32 som anført ovenfor med referanse til figur 2. Hver av mellomstykkene har videre en stoppeinnretning ved sine respektive frie ender. Med referanse til figur 7, omfatter stoppeinnretningen konisk formet endedel 14 på hvert mellomstykke og en tilsvarende konisk formet forsenkning i de respektive åpninger 31a,b, 32 i oppdriftslegemet 3. Hver stoppeinnretning er på hensiktsmessig måte forsynt med låsemekanisme, slike som låsepinner, sveiste braketter, etc. (ikke vist).
Det fremre mellomstykket 4c omfatter videre en forlengelse 4d, som vil strekke seg over det nominelle vann-nivået S når det flytende anlegget er i en neddykket operasjonstilstand (se for eksempel figur 1). Formålet med mellomstykkeforlengelsen 4d er å oppnå enkel og tørr tilkomst til sleperingsystemet (beskrevet nedenfor) ved installasjon og senere vedlikehold. Mellomstykkeforlengelsen 4d er en slank rørkonstruksjon, mulig avstivet med vertikale strekkelementer som er festet til flere horisontale bjelker (ikke vist) som står utkraget i radielle retninger i toppen av fremre mellomstykke 4c.
Med referanse til figur 1 og figur 8, er anlegget forsvarlig fastholdt til sjøbunnen via forankringsliner 7 forbundet til et koplingselement 12 i ballastelementet 5. Koplingselementet 12 består av et roterende legeme (dreieskive) 17 som er koplet til ballastelementet 5 via lagre 44, og roterbar omkring en sentrisk del 16 som er festet til sjøbunnen gjennom et dertil egnet forankringssystem. Systemet er plassert i fremre del av ballastelementet 5 og stikker så vidt ned forbi bunnen av elementet.
Festepunktene 19 for forankringslinene 7 inngår i den sentriske delen 16 av dreieskiven 17. Den sentriske del 16 inkluderer videre minst ett føringsrør 20 ment for høyspente kraftkabler og utstyrskabler 8 som føres mellom vindturbinanlegget og sjøbunnen.
En alternativ løsning for koplingselementet er å inkludere føringsrør 21 for forankringslinene 7 (se figur 10). Således, for dette alternativet, innbefatter den sentriske del 1 lb av dreieskiven et multiplum av føringsrør 21. Minst ett sentrisk plassert føringsrør 21 inneholder høyspentkabler og tilleggskabler 8.1 tillegg inneholder koplingskonstruksjonen et føringsrør 21 for hver forankringsline 7.
Figur 11 viser et sentrisk plassert føringsrør 21' for kraft og utstyrskabler omgitt av fire rør 21 hver tiltenkt sine respektive forankringsliner. Færre eller flere rør kan benyttes ut fra kravene gitt i hvert enkelt tilfelle. Føringsrørene for ankerliner går fra basenivået på ballastkonstruksjonen gjennom mellomstykket og videre til toppen av mellomstykkeforlengelsen, som vist på figur 10. Løsningen er forsynt med et øvre aksialt lager 62 og et nedre radielt lager 63.1 øvre ende av hvert føringsrør for ankerline innvendig i mellomstykkeforlengelsen, er lokalisert en mekanisme som muliggjør sikker innfesting av ankerlinen (ikke vist). På lignende måte går føringsrøret for elkraftkabler gjennom dreieskiven og videre opp til toppen av
mellomstykkeforlengelsen. Ved dette toppnivået er montert utskiftbar utstyrsenhet 61 som inneholder slepering for overføring av høyspent elkraft og signaloverføring nødvendig for operasjon og overvåking av installasjonen, se henholdsvis figur 9 og figur 10. Fremre mellomstykkesøyle er montert på toppen av ballastkonstruksjonen og aksialt rettet inn i linje med koplingsstrukturen som finnes inne i ballastkonstruksjonen. For det tilfelle at et mellomstykke er i form av en opptrekkbar fagverksstruktur, vil elementene som er del av koplingskonstruksjonen være lokalisert innvendig i den fremre leggen av fagverket. I tilfelle av et mellomstykke i form av lukket søylestruktur, vil koplingskonstruksjon være på innsiden av fremre lukkede del av søylestrukturen.
En trapp og plattform (ikke vist) for tilkomst til vindturbinanlegget offshore, er lokalisert på aktre ende av oppdriftslegemet. Som følge av værhanepirnsippet som kjennetegner oppfinnelsen, vil alltid trapp og plattform bli posisjonert på lesiden. Risikoen for skade på grunn av ekstremt store bølger som treffer installasjonen blir dermed redusert. Videre vil løsningen for denne oppfinnelse tillate at servicepersonell kan entre vindturbinanlegget ved større bølgehøyder enn det som ellers hadde vært mulig fra motsatt kant hvor de innkommende vindgenererte bølgene treffer.
Denne oppfinnelse inkluderer en metode for sammenstilling og installasjon av vindturbinanlegget. Vindturbinanlegget sammenstilles innomskjærs, i en tørrdokk, på en lekter, eller på land (F, se figur 4) for senere å bli skjøvet ombord på en lekter for sjøsetting eller på sklibjelker som er anbrakt tilstrekkelig dypt ut i vannet. Oppfinnelsen innebærer bruk av ballast i fast form i kombinasjon med vannballast, hvor utformingen av konstruksjonen er nøye tilpasset ballasterings- og trimplaner som utnytter fordelene ved hver type ballastmateriale.
Oppdriften gitt av oppdriftslegemet 3 og ballastkonstruksjonen benyttes for å bringe enheten flytende (se figur 5). Enheten flyttes til en lokasjon hvor det er tilstrekkelig dybde til at ballastkonstruksjonen kan senkes til en operasjonsposisjon. Vannballast fylles inn i ballastkonstruksjonen i nødvendig grad for å senke ned ballastkonstruksjonen og tilhørende mellomstykke til operasjonsposisjon (se figur 6). Etter at mellomstykker 4a-c er festet til oppdriftslegemet 3 og strekkelementer (6), er blitt oppspent fullføres ballastoperasjonene. Ballastmateriale i form av finmalt stein blir da ført inn i ballastelement 5, ved å benytte transportrør installert innvendig i mellomstykket.
Etter at ballastoperasjoner med stein og tilhørende kompenserende vannballast som omtalt ovenfor er fullført, tilføres ytterligere vannballast i vannballasttanker innvendig i oppdriftslegemet. Denne tilleggsballasteringen er for å senke ned oppdriftslegemet til operasjonsdybde (se figur 1), og innebærer fylling av vanntanker i oppdriftslegemet.
Denne oppfinnelse inkluderer metode for å kople turbinanlegget til egnede forankringsliner 7, og å kople opp kabler 8 som er knyttet mot en transformatorstasjon når anlegget er i operasjon. For å frakople turbinanlegget må operasjonene som er beskrevet nedenfor bli utført i motsatt rekkefølge.
Med den flytende enheten riktig anordnet med operasjonsdypgang taues anlegget offshore med slepebåt til aktuell lokasjon i vindparken og fortøyes i det forhåndsinstallerte forankringssystemet.
Forankringssystemet er festet til koplingskonstruksjonen i fremre del av ballastkonstruksjonen. I henhold til denne oppfinnelse vil et alternativ under fortøyningsoperasjonen være å ha segmenter av forankringslinene 7 forhåndsinstallert til festepunktene som finnes i den sentriske del av dreieskiven (jfr. figur 8). Når vindturbinanlegget er posisjonert på lokasjonen, blir de forhåndsinstallerte linesegmenter festet til de korresponderende ankerliner som er blitt forhåndsinstallert.
Etter at fortøyningsoperasjonen av anlegget er fullført, blir kraft- og utstyrskabler 8 trukket gjennom føringsrør lokalisert i sentrisk del av dreieskiven. Føringsrør for elektrisk kabel går gjennom dreieskiven og til toppen av mellomstykkeforlengelsen som går over stillevannsnivået (jfr. figur 9). På dette toppnivået er det montert en utskiftbar utstyrsenhet som inneholder slepering for overføring av høyspent elkraft og signaloverføring nødvendig for operasjon og overvåking av installasjonen.
Et annet alternativ for installasjonsoperasjonen er å trekke opp ankerlinesegmentene gjennom føringsrørene for ankerliner 21 (se figur 10). Således, i denne alternative løsningen, rommer den sentriske del 1 lb av dreieskiven et multiplum av føringsrør med forhåndsinstallerte inntrekkingsliner. Når vindturbinanlegget er posisjonert på lokasjon, blir de forhåndsinstallerte ankerlinesegmentene festet til de korresponderende og forhåndsinstallerte inntrekkingsliner. Vinsj på installasjonsfartøyet blir benyttet for å tromle inn inntrekkingsliner og få forankringslinen innvendig i koplingskonstruksjonen for fastholding til vindturbinanlegget. Etter at fortøyningen av anlegget er fullført, blir kraft- og utstyrskabler trukket gjennom føringsrør lokalisert i sentrisk del av dreieskive.
I denne oppfinnelse vil en annen løsning for kraft- og utstyrskabler være at kablene er forhåndsinstallert sammen med forhåndsinstallert utstyrsenhet for overføring av høyspent elkraft og signaloverføring. De nødvendige kabler som skal gå til transformatorstasjonen kan være rullet opp på trommel 45 plassert på en midlertidig og flyttbar fundamentramme 46 festet til oppdriftslegeme 3, og som også gir tilkomst for personell under installasjonen som vist i figur 12.
Etter at anlegget er koplet til forankringssystemet i hawindparken, kan vannballast pumpes ut av oppdriftslegemet i det tilfellet at et forspent forankringssystem skal benyttes på gitt lokasjon.
Claims (10)
1. Et flytende vindkraftanlegg som omfatter et oppdriftslegeme (3) konfigurert for å være neddykket i vann og understøttende en utstyrsenhet (2, la,b) forlenget over vannoverflaten, og et ballastelement (5) forbundet til oppdriftslegemet via minst ett mellomstykke(4a-c),karakterisert ved
styringsinnretninger (31a,b, 32) i oppdriftslegemet (3) konfigurert for flyttbart samvirke med minst ett mellomstykke slik at ballastelementet og oppdriftslegemet er forskyvbare i forhold til hverandre, og oppdriftslegemet (3) har en langstrakt form med en fremre del (9a) og en aktre del (9b), og ballastelementet (5) har en langstrakt form med en fremre del (9a') og en aktre del (9b').
2. Det flytende anlegget ifølge krav 1, der hvert mellomstykke (4a-c) ved den ene enden er festet til ballastelementet (5) og ved den andre, frie, ende er forsynt med en første stoppeinnretning (14) konfigurert for samvirke med en tilsvarende andre stoppeinnretning (15) på oppdriftslegemet (3).
3. Det flytende anlegget ifølge krav 1, der et koplingselement (12) for en eller flere forankringsliner (7) er festet til fremre del (9a') av ballastelementet.
4. Det flytende anlegget ifølge krav 3, der koplingselement (12) omfatter en dreieskive (17) roterbart festet til ballastelementet, hvorved det flytende anlegget er roterbart i et nominelt horisontalplan.
5. Det flytende anlegget ifølge et hvert av de foregående krav, der oppdriftslegemet omfatter ballasterbare vanntette rom (36).
6. Det flytende anlegget ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, der ballastelementet omfatter ballasterbare vanntette rom (136).
7. Det flytende anlegget ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, videre omfattende et forlengelseselement (4d) festet til den frie ende av fremre mellomstykket (4c) og med slik lengde at øvre del av forlengelseselementet rekker over et nominelt vannlinjenivå (S) når oppdriftslegemet er neddykket under nevnte vannlinjenivå.
8. Det flytende anlegget ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, der utstyrsenheten (la,b, 2) er understøttet av en aktre del (9b) av oppdriftslegemet (3).
9. Det flytende anlegget ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, der utstyrsenheten omfatter en vindturbingenerator (lb) understøttet av en søyle (la, 2), hvorav den nedre del (2) av gitt søyle er festet til oppdriftslegemet.
10. Det flytende anlegget ifølge et hvilket som helst av kravene 2 - 9, der hver stoppeinnretning omfatter låsemidler.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20111690A NO333691B1 (no) | 2011-12-06 | 2011-12-06 | Et flytende vindturbinanlegg. |
GB1410873.2A GB2511264A (en) | 2011-12-06 | 2012-11-12 | A floating wind turbine plant |
PCT/EP2012/072359 WO2013083358A1 (en) | 2011-12-06 | 2012-11-12 | A floating wind turbine plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20111690A NO333691B1 (no) | 2011-12-06 | 2011-12-06 | Et flytende vindturbinanlegg. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20111690A1 NO20111690A1 (no) | 2013-06-07 |
NO333691B1 true NO333691B1 (no) | 2013-08-19 |
Family
ID=47297128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20111690A NO333691B1 (no) | 2011-12-06 | 2011-12-06 | Et flytende vindturbinanlegg. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
GB (1) | GB2511264A (no) |
NO (1) | NO333691B1 (no) |
WO (1) | WO2013083358A1 (no) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015181428A1 (es) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Esteyco S.A.P. | Subestructura flotante para aerogenerador y procedimiento de instalación de la misma |
ES2555500B1 (es) | 2014-05-27 | 2016-12-13 | Sea Wind Towers Sl | Obra flotante y procedimiento de instalación de la misma |
FR3022880B1 (fr) * | 2014-06-30 | 2016-08-05 | Dcns | Eolienne flottante |
US11208987B2 (en) | 2016-03-15 | 2021-12-28 | Stiesdal Offshore Technologies A/S | Floating wind turbine and a method for the installation of such floating wind turbine |
ES2608504B1 (es) * | 2017-02-15 | 2018-01-26 | Berenguer Ingenieros S.L. | Estructura flotante autoinstalable de tipo spar para soporte de aerogeneradores de gran potencia |
FR3064974B1 (fr) * | 2017-04-10 | 2020-04-03 | Dcns Energies | Flotteur notamment d'eolienne offshore |
WO2019152477A1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Flexible aquatic substructures |
NO20200232A1 (no) * | 2020-02-26 | 2021-08-27 | Bjarte Nordvik | Fundament for en offshore vindturbin |
NL2031193B1 (en) | 2022-03-09 | 2023-09-18 | Deawoo Eng & Construction Co Ltd | Marine structure and method |
ES2966567A1 (es) * | 2022-09-26 | 2024-04-22 | Bluenewables Sl | Dispositivo para cimentacion de una torre eolica en alta mar |
DE102023100270A1 (de) | 2023-01-09 | 2024-07-11 | Universität Rostock, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Schwimmende Plattform |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19744174A1 (de) * | 1997-10-07 | 1999-04-08 | Otto Gerd Albrecht | Luftströmungskonverter zur Erzeugung schadstofffreier Elektroenergie auf dem Meer |
WO2003076800A2 (en) * | 2002-03-08 | 2003-09-18 | Ocean Wind Energy Systems | Offshore wind turbine |
US6942427B1 (en) * | 2003-05-03 | 2005-09-13 | Nagan Srinivasan | Column-stabilized floating structure with telescopic keel tank for offshore applications and method of installation |
DE102005040797A1 (de) * | 2005-08-29 | 2007-03-08 | Schopf, Walter, Dipl.-Ing. | Schwimmende Trägerbasistür Offshore-Windenergieanlagen |
DE102006033215B4 (de) * | 2006-07-13 | 2008-11-06 | They, Jan, Dr. | Vorrichtung zur stabilen Lagerung von Anlagen oder Bauwerken auf See |
US7958835B2 (en) * | 2007-01-01 | 2011-06-14 | Nagan Srinivasan | Offshore floating production, storage, and off-loading vessel for use in ice-covered and clear water applications |
JP5022976B2 (ja) * | 2008-04-08 | 2012-09-12 | 五洋建設株式会社 | 洋上風力発電用のスパー型浮体構造およびその製造方法ならびにその設置方法 |
-
2011
- 2011-12-06 NO NO20111690A patent/NO333691B1/no not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-11-12 GB GB1410873.2A patent/GB2511264A/en not_active Withdrawn
- 2012-11-12 WO PCT/EP2012/072359 patent/WO2013083358A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB201410873D0 (en) | 2014-07-30 |
GB2511264A (en) | 2014-08-27 |
WO2013083358A1 (en) | 2013-06-13 |
NO20111690A1 (no) | 2013-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO333691B1 (no) | Et flytende vindturbinanlegg. | |
US9004819B2 (en) | Installation method and recovery method for offshore wind turbine | |
US7234409B2 (en) | Vessel for transporting wind turbines, methods of moving a wind turbine, and a wind turbine for an off-shore wind farm | |
CN103228530B (zh) | 浮体结构物作业系统、浮体结构物、作业船及浮体结构物的作业方法 | |
US8689721B2 (en) | Vertically installed spar and construction methods | |
EP2606228B1 (en) | Offshore wind turbine and methods of installing same | |
CA2520219C (en) | A vessel for transporting wind turbines, methods of moving a wind turbine, and a wind turbine for an off-shore wind farm | |
KR102450895B1 (ko) | 터빈 시스템 및 계류 시스템 | |
JP2019509217A (ja) | 浮体式風力タービン及びこのような浮体式風力タービンの設置方法 | |
US20080240864A1 (en) | Assembly, transportation and installation of deepwater windpower plant | |
US20100150665A1 (en) | Device and method for marine tower structure | |
KR20210010997A (ko) | 윈드 터빈 및 윈드 터빈을 설치하기 위한 방법 | |
US20100164230A1 (en) | Installation for harvesting ocean currents (IHOC) and methods and means for its delivery, installation and servicing | |
DK201170319A (en) | A self-propelled semi-submersible offshore wind farm installation vessel with a large crane | |
GB2495715A (en) | Jacket for an offshore structure | |
WO2014205603A1 (en) | Platform for tidal turbines | |
US20220234697A1 (en) | A floating structure and method of installation | |
WO2011102738A2 (en) | A method and vessel for offshore transport and installation of windmill assemblies | |
WO2009088302A2 (en) | Apparatus and method for supporting equipment units in a body of water | |
EP3857062B1 (en) | A method for installing an offshore wind turbine and a substructure for an offshore wind turbine | |
NO330419B1 (no) | Oppjekkplattform omfattende en dekkstruktur, samt en fremgangsmate for a installere en oppjekkplattform | |
CN116829451A (zh) | 风力发电厂 | |
WO2022235169A1 (en) | A floating wind power plant and associated equipment | |
CN115852922A (zh) | 适应海上火箭发射的自升式海上钻井平台改造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |